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第4节 机械效率
第11章 机械与功
教科·八年级物理下册
第2课时
测量滑轮组的机械效率
情境导入
思考：往楼顶上搬运较重的货物时，常常看到搬运工人搭上一个滑轮组，就可以把货物轻松地拉上去，这是为什么？
知识点1 测量滑轮组的机械效率
【实验装置】
要想知道有用功和总功，需要测量哪些量？
【实验原理】
s1
s2
探究新知
【实验思路】
按示意图将实验器材安装好（注意滑轮组的绕线方式）。设计实验步骤，进行实验。改变所挂钩码数量，分别测出有用功和总功，算出机械效率。
s1
s2
【实验过程】
1. 用弹簧测力计测量钩码所受的重力 并填入表中。
2. 按照右图安装滑轮组，分别记下钩码和绳端（弹簧测力计挂钩底部）的位置。
3. 缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出示数，用刻度尺测出绳端移动的距离 s1 和钩码提升的高度 s2，将这三个量填入表中。
s1
s2
【实验过程】
4. 算出有用功、总功、机械效率并填入表中。
5. 改变钩码的数量，重复上面的实验。
s1
s2
次数 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功 /J 机械
效率
1
2
3
【实验过程】
6. 换用如图所示的装置重复2~4步，将实验数据填入表中。
次数 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功 /J 机械
效率
1
2
3
点击画面播放视频
次数 钩码 重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功 /J 机械
效率
1 1 0.05 0.05 0.69 0.15 0.104 48%
2 1.5 0.05 0.075 0.89 0.15 0.134 56%
3 1 0.05 0.05 0.5 0.33 0.165 30%
【实验记录】
几次实验中测得的机械效率一样吗？
【分析论证】
比较实验1、2：
滑轮组重一定时，物重越大，机械效率越高。
比较实验1、3：
物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低。
说一说，影响滑轮组
机械效率的因素有哪些？
【实验结论】
影响滑轮组机械效率的因素：被提升物体的重、动滑轮重等。
练习
在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明利用同一滑轮组先后提升不同重力的物体进行实验，如图甲和乙所示，不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中：
（1）表格中的横线上应填的数据为______。
（2）分析实验数据，可初步得出实验结论：同一滑轮组的机械效率与__________________有关。
62.5%
被提升物体的重力
（3）小明在实验操作中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样示数不稳定，为了方便读数，小明认为可以计弹簧测力计保持静止时读数，照此操作，则所测出的机械效率与其真实值相比将________（选填“偏高”“偏低”或“不变”）。
偏高
（4）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重力的物体，对比图甲和图丙所示的滑轮组的机械效率，可知 η甲____（选填“>”“<”或“=”）η丙。
=
点击画面播放视频
怎样提高机械效率呢？
提高机械效率的方法
(1)增加有用功：
(2)减少额外功：
在机械能承受的范围内，增加物重。
①改进结构，减轻机械自重；
②定期保养，减小机械间的摩擦（加润滑油）。
练习与应用
1. [湘潭中考]测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
实验次序 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械
效率
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，
使钩码竖直向上做______运动。第1次实验
时，弹簧测力计示数如图所示，为_____N。
（2）第2次实验所做的有用功为______J，
滑轮组的机械效率是_______。
实验次序 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械
效率
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
匀速
0.6
0.075
62.5%
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同
一滑轮组提升重物时，重物重力越____（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升高度______（选填“有关”或“无关”）。
实验次序 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械
效率
1 1.0 5 0.6 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15 62.5%
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
大
无关
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是______。
A. 增大绳重 B. 减轻动滑轮重
C. 加快物体提升的速度
B
2. 两位同学根据图中装置分别用自己的器材测量滑轮组的机械效率，下表是他们实验中的一组数据。请将表格中的数据补充完整并说明机械效率不同的原因可能是什么。
钩码所受的 重力G/N 提升 高度h/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功 W总/J 机械
效率η
甲同学 1.0 0.1 0.5 0.3
乙同学 3.0 0.1 1.2 0.3
钩码所受的 重力G/N 提升 高度h/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功 W总/J 机械
效率η
甲同学 1.0 0.1 0.5 0.3
乙同学 3.0 0.1 1.2 0.3
0.1
0.15
66.7%
0.3
0.36
83.3%
分析表中数据可知，甲、乙两同学测得的滑轮组的机械效率不同的主要原因是所提升钩码的重力不同。
3. 有没有机械效率为 100% 的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。
没有机械效率为100%的机械。因为使用任何机械做功时必然要克服机械受到的重力、摩擦力等做额外功，即有用功一定小于总功，机械效率一定小于100%。
提高机械效率的主要办法是改进结构使机械设备更合理、更轻巧，在使用中注意保养，做好润滑，如使用滑轮组提升重物时，尽量使用轻质的动滑轮和绳子，尽量减小滑轮和轴间的摩擦，这样可以减小额外功；或者增大重物质量，增大有用功，也可提高机械效率。
3. 有没有机械效率为 100% 的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。
课堂小结
用同一滑轮组提升重力不同的物体时，被提升的物体越重，机械效率越高；
用不同的滑轮组提升同一物体时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
1.滑轮组机械效率的规律
2.提高机械效率的方法
减轻机械自重
减小机械间的摩擦
允许情况下增加物重

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